JP2002125374A - 高電圧ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents
高電圧ｄｃ／ｄｃコンバータInfo
- Publication number
- JP2002125374A JP2002125374A JP2001240573A JP2001240573A JP2002125374A JP 2002125374 A JP2002125374 A JP 2002125374A JP 2001240573 A JP2001240573 A JP 2001240573A JP 2001240573 A JP2001240573 A JP 2001240573A JP 2002125374 A JP2002125374 A JP 2002125374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- voltage
- primary
- bridge
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/285—Single converters with a plurality of output stages connected in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
- H02M1/0074—Plural converter units whose inputs are connected in series
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータを提供する。
【解決手段】 複数（ｎ）の一次側コンバータモジュー
ルと少なくとも１つの二次側コンバータモジュールとを
含み、一次側コンバータモジュールのＤＣ接続部は高電
圧ＤＣ配電ネットワーク（１）の接続部（１２、１３）
間において直列に接続され、二次側コンバータモジュー
ルのＤＣ接続部はさらなるＤＣネットワークの接続部
（１１）間において並列に接続され、一次側コンバータ
モジュールは一次側コンバータブリッジ（１４．ｎ）、
一次側キャパシタ（１５．ｎ）、一次側直列共振キャパ
シタ（１７．ｎ）、変圧器（１８．ｎ）及び二次側直列
共振キャパシタ（１９．ｎ）を含み、そして、二次側コ
ンバータモジュールは二次側コンバータブリッジ（２
０．ｎ）及び二次側キャパシタ（２１．ｎ）を含む。
ルと少なくとも１つの二次側コンバータモジュールとを
含み、一次側コンバータモジュールのＤＣ接続部は高電
圧ＤＣ配電ネットワーク（１）の接続部（１２、１３）
間において直列に接続され、二次側コンバータモジュー
ルのＤＣ接続部はさらなるＤＣネットワークの接続部
（１１）間において並列に接続され、一次側コンバータ
モジュールは一次側コンバータブリッジ（１４．ｎ）、
一次側キャパシタ（１５．ｎ）、一次側直列共振キャパ
シタ（１７．ｎ）、変圧器（１８．ｎ）及び二次側直列
共振キャパシタ（１９．ｎ）を含み、そして、二次側コ
ンバータモジュールは二次側コンバータブリッジ（２
０．ｎ）及び二次側キャパシタ（２１．ｎ）を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高電圧ＤＣ／ＤＣコ
ンバータに関するもので、高電圧ＤＣ送電（ＨＶＤＣＴ
：high-voltage DC transmission）の分野において好
適に使用される。
ンバータに関するもので、高電圧ＤＣ送電（ＨＶＤＣＴ
：high-voltage DC transmission）の分野において好
適に使用される。
【０００２】
【従来の技術】図５は、１つの給電部又は複数の給電部
及び１つの出力部又は複数の出力部を有する高電圧ＤＣ
配電ネットワーク（high-voltage DC distribution net
work）を示す。高電圧ＤＣ配電ネットワーク１の２つの
端部は、それぞれに配置されているエネルギ蓄積キャパ
シタ４及び６そしてアースされた中点をそれぞれ有する
コンバータ２及びコンバータ５にそれぞれ接続される。
２つのコンバータ２及び５は３相ネットワークに対応す
るそれぞれ他方の側に接続部３及び７を有する。コンバ
ータ２は給電部の整流器として好適に使用され、そして
この目的のために発電所（power station）に接続され
る。コンバータ５は分岐する供給ネットワークへ給電す
るためにインバータとして好適に動作する。
及び１つの出力部又は複数の出力部を有する高電圧ＤＣ
配電ネットワーク（high-voltage DC distribution net
work）を示す。高電圧ＤＣ配電ネットワーク１の２つの
端部は、それぞれに配置されているエネルギ蓄積キャパ
シタ４及び６そしてアースされた中点をそれぞれ有する
コンバータ２及びコンバータ５にそれぞれ接続される。
２つのコンバータ２及び５は３相ネットワークに対応す
るそれぞれ他方の側に接続部３及び７を有する。コンバ
ータ２は給電部の整流器として好適に使用され、そして
この目的のために発電所（power station）に接続され
る。コンバータ５は分岐する供給ネットワークへ給電す
るためにインバータとして好適に動作する。
【０００３】高電圧ＤＣ配電ネットワーク１はさらにコ
ンバータ８に、そして高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０
に接続される。コンバータ８には他の側において低電圧
３相ネットワークに対して好適な接続部９が設けられ、
配電ネットワーク１から３相ネットワークに給電するイ
ンバータとして、又は３相ネットワークから高電圧ＤＣ
配電ネットワーク１に給電するインバータとしてのいず
れかとして動作可能である。
ンバータ８に、そして高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０
に接続される。コンバータ８には他の側において低電圧
３相ネットワークに対して好適な接続部９が設けられ、
配電ネットワーク１から３相ネットワークに給電するイ
ンバータとして、又は３相ネットワークから高電圧ＤＣ
配電ネットワーク１に給電するインバータとしてのいず
れかとして動作可能である。
【０００４】高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は第1に
接続部１２、１３を介して配電ネットワーク１に接続さ
れ、第２にさらなる望ましくは低電圧（中間電圧）ＤＣ
ネットワークのための接続部１１を有する。第1に、こ
のＤＣネットワーク（例えば中間電圧ＤＣ配電ネットワ
ーク）を高電圧ＤＣ配電ネットワーク１から給電するた
めに高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の使用が可能であ
る。第２、ＤＣネットワークから高電圧ＤＣ配電ネット
ワーク１に給電するために高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０の使用が可能である。後者の場合、高電圧ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１０は、例えば太陽光発電所（solar powe
r station）又は風力駆動発電所（wind-driven power s
tation）に接続される。
接続部１２、１３を介して配電ネットワーク１に接続さ
れ、第２にさらなる望ましくは低電圧（中間電圧）ＤＣ
ネットワークのための接続部１１を有する。第1に、こ
のＤＣネットワーク（例えば中間電圧ＤＣ配電ネットワ
ーク）を高電圧ＤＣ配電ネットワーク１から給電するた
めに高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の使用が可能であ
る。第２、ＤＣネットワークから高電圧ＤＣ配電ネット
ワーク１に給電するために高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０の使用が可能である。後者の場合、高電圧ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１０は、例えば太陽光発電所（solar powe
r station）又は風力駆動発電所（wind-driven power s
tation）に接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、種々の一次
側及び二次側の電圧の必要性に対して価格的効果を有す
ることの可能な、高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの設定を
目的とすることを基本にする。
側及び二次側の電圧の必要性に対して価格的効果を有す
ることの可能な、高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの設定を
目的とすることを基本にする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び効果】本発明によれ
ば、かかる目的は、複数の一次側コンバータモジュール
及び少なくとも１つの二次側コンバータモジュールと、
高電圧ＤＣ配電ネットワークの接続部間において直列に
接続されている一次側コンバータモジュールのＤＣ接続
部と、さらなるＤＣネットワークの接続部間において並
列に接続されている二次側コンバータモジュールのＤＣ
接続部と、一次側コンバータブリッジ、一次側キャパシ
タ、一次側直列共振キャパシタ、変圧器、及び二次側直
列共振キャパシタとを含む一次側コンバータモジュール
と、そして、二次側コンバータブリッジ及び二次側キャ
パシタとを含む二次側コンバータモジュールと、を含む
高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータにより達成される。
ば、かかる目的は、複数の一次側コンバータモジュール
及び少なくとも１つの二次側コンバータモジュールと、
高電圧ＤＣ配電ネットワークの接続部間において直列に
接続されている一次側コンバータモジュールのＤＣ接続
部と、さらなるＤＣネットワークの接続部間において並
列に接続されている二次側コンバータモジュールのＤＣ
接続部と、一次側コンバータブリッジ、一次側キャパシ
タ、一次側直列共振キャパシタ、変圧器、及び二次側直
列共振キャパシタとを含む一次側コンバータモジュール
と、そして、二次側コンバータブリッジ及び二次側キャ
パシタとを含む二次側コンバータモジュールと、を含む
高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータにより達成される。
【０００７】本発明により達成可能な効果は、特に、提
案するモジュールの概念が極めて簡単にそして通常の方
法により、高電圧ＤＣ配電ネットワークにおける指定さ
れた電圧に適合する高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの形成
を可能とすることである。即ち、直列に接続する必要の
ある複数のコンバータモジュールが、高電圧ＤＣ配電ネ
ットワークの電圧によって調整されることである。必要
とすることの全ては、カバーすべき高電圧ＤＣ電力供給
技術及び分岐技術（branching technology）の分野にお
ける全ての推定し得る変化を可能とするために、極めて
少ない数の（例えば３種類）異なる型式のコンバータモ
ジュール（異なる電流、電圧、そして定格値）を設計
し、製造し、蓄えることにあるコンバータモジュールは
比較的大量に製造されるので、このことはモジュールを
使用しないで達成される解決法と比較し、価格に関し利
点をもたらす。計画を実行するのに必要とされる時間的
不利益は著しく低減され、そして予備の在庫は単純化さ
れる。
案するモジュールの概念が極めて簡単にそして通常の方
法により、高電圧ＤＣ配電ネットワークにおける指定さ
れた電圧に適合する高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの形成
を可能とすることである。即ち、直列に接続する必要の
ある複数のコンバータモジュールが、高電圧ＤＣ配電ネ
ットワークの電圧によって調整されることである。必要
とすることの全ては、カバーすべき高電圧ＤＣ電力供給
技術及び分岐技術（branching technology）の分野にお
ける全ての推定し得る変化を可能とするために、極めて
少ない数の（例えば３種類）異なる型式のコンバータモ
ジュール（異なる電流、電圧、そして定格値）を設計
し、製造し、蓄えることにあるコンバータモジュールは
比較的大量に製造されるので、このことはモジュールを
使用しないで達成される解決法と比較し、価格に関し利
点をもたらす。計画を実行するのに必要とされる時間的
不利益は著しく低減され、そして予備の在庫は単純化さ
れる。
【０００８】都合の良いことに、高電圧接続部間に配置
された多数の能動的半導体装置を含む直列回路に関し
て、いかなる同期された駆動も必要としない。
された多数の能動的半導体装置を含む直列回路に関し
て、いかなる同期された駆動も必要としない。
【０００９】さらなる利点が以下の記載から明らかにな
るであろう。
るであろう。
【００１０】本発明の有効な改良は従属の請求項におい
て特定される。
て特定される。
【００１１】本発明は、以下の本文において、図面に示
される例示の実施の形態を参照することにより説明され
るであろう。
される例示の実施の形態を参照することにより説明され
るであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は高電圧ＤＣ／ＤＣコンバー
タの基本的な形態を示す。１つの重要な特徴は、一方の
側における高電圧ＤＣ配電ネットワーク１への接続部１
２、１３と、そして、他方の側における中間電圧側接続
部１１（例えば接続部１１間で５ｋｖ電圧）との間のＤ
Ｃ絶縁である。このＤＣ絶縁は１８．１から１８．ｎの
ｎ個の変圧器により提供される。１８．１から１８．ｎ
のこれらの変圧器の一次コイルはコンバータブリッジ１
４．１から１４．ｎのＡＣ接続部に接続されており、こ
の接続は直列共振キャパシタ（series resonant capaci
tor）１７．１から１７．ｎを介して形成されている。
コンバータブリッジ１４．１から１４．ｎのＤＣ接続部
は、それぞれがこれらＤＣ接続部間に配置されたキャパ
シタ１５．１から１５．ｎを有する接続部１２、１３間
に直列に接続されており、このことは結果として高電圧
側接続部１２、１３間に（例えば接続部１２、１３間に
７０ｋＶの電圧）直列のキャパシタ回路をもたらす。こ
の直列キャパシタ回路の中心点はアース接続部１６を介
してアースに接続されている。
タの基本的な形態を示す。１つの重要な特徴は、一方の
側における高電圧ＤＣ配電ネットワーク１への接続部１
２、１３と、そして、他方の側における中間電圧側接続
部１１（例えば接続部１１間で５ｋｖ電圧）との間のＤ
Ｃ絶縁である。このＤＣ絶縁は１８．１から１８．ｎの
ｎ個の変圧器により提供される。１８．１から１８．ｎ
のこれらの変圧器の一次コイルはコンバータブリッジ１
４．１から１４．ｎのＡＣ接続部に接続されており、こ
の接続は直列共振キャパシタ（series resonant capaci
tor）１７．１から１７．ｎを介して形成されている。
コンバータブリッジ１４．１から１４．ｎのＤＣ接続部
は、それぞれがこれらＤＣ接続部間に配置されたキャパ
シタ１５．１から１５．ｎを有する接続部１２、１３間
に直列に接続されており、このことは結果として高電圧
側接続部１２、１３間に（例えば接続部１２、１３間に
７０ｋＶの電圧）直列のキャパシタ回路をもたらす。こ
の直列キャパシタ回路の中心点はアース接続部１６を介
してアースに接続されている。
【００１３】変圧器１８．１から１８．ｎの２次コイ
ル、直列共振キャパシタ１９．１から１９．ｎを介して
形成された接続部を有するコンバータブリッジ２０．１
から２０．ｎのＡＣ接続部に接続されている。２つのコ
ンバータブリッジ２０．１から２０．ｎはそれぞれの場
合においてそれらのＤＣ接続部を介して対として直列に
接続されており、キャパシタ２１．１から２１．ｎがそ
れぞれの場合においてそれらのＤＣ接続部間に配置され
ている。このような方法で形成された対は、これらの外
部ＤＣ接続部を介しそして接続部１１に並列に接続され
る。この対の中央接続部は互いに接続されている。上記
対の全ての中央接続部の共通接合点は抵抗２２を介して
接続部１１に接続されている。
ル、直列共振キャパシタ１９．１から１９．ｎを介して
形成された接続部を有するコンバータブリッジ２０．１
から２０．ｎのＡＣ接続部に接続されている。２つのコ
ンバータブリッジ２０．１から２０．ｎはそれぞれの場
合においてそれらのＤＣ接続部を介して対として直列に
接続されており、キャパシタ２１．１から２１．ｎがそ
れぞれの場合においてそれらのＤＣ接続部間に配置され
ている。このような方法で形成された対は、これらの外
部ＤＣ接続部を介しそして接続部１１に並列に接続され
る。この対の中央接続部は互いに接続されている。上記
対の全ての中央接続部の共通接合点は抵抗２２を介して
接続部１１に接続されている。
【００１４】図１において示されている高電圧ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１０の基本的な形態において、コンバータ
ブリッジ１４．１から１４．ｎ及びコンバータブリッジ
２０．１から２０．ｎの双方には、４つのブリッジアー
ム（bridge arm）にＩＧＢＴ、ＧＴＯ、ＭＯＳＦＥＴの
ような能動的にオン及びオフの切換えが可能な半導体ス
イッチがそれぞれ取付けられる。このことは高電圧ＤＣ
配電ネットワーク１から中間電圧側接続部１１へのエネ
ルギの流れ又は電流の流れに関し、そして接続部１１か
ら高電圧ＤＣ配電ネットワーク１への逆方向に関し、最
適の制御／調整を可能にする。能動的にオン及びオフの
切換えが可能な半導体スイッチは２から１０ｋＨｚの範
囲の比較的高いスイッチング周波数において動作するの
が望ましく、このことは低周波数における動作と比較し
て変圧器の物理的な大きさを効果的に低減する。零電流
スイッチング（ＺＣＳ：zero current switching）及び
零電圧スイッチング（ＺＶＳ：zero voltage switchin
g）の組合わせはこの動作において効果的に使用され
る。
Ｃコンバータ１０の基本的な形態において、コンバータ
ブリッジ１４．１から１４．ｎ及びコンバータブリッジ
２０．１から２０．ｎの双方には、４つのブリッジアー
ム（bridge arm）にＩＧＢＴ、ＧＴＯ、ＭＯＳＦＥＴの
ような能動的にオン及びオフの切換えが可能な半導体ス
イッチがそれぞれ取付けられる。このことは高電圧ＤＣ
配電ネットワーク１から中間電圧側接続部１１へのエネ
ルギの流れ又は電流の流れに関し、そして接続部１１か
ら高電圧ＤＣ配電ネットワーク１への逆方向に関し、最
適の制御／調整を可能にする。能動的にオン及びオフの
切換えが可能な半導体スイッチは２から１０ｋＨｚの範
囲の比較的高いスイッチング周波数において動作するの
が望ましく、このことは低周波数における動作と比較し
て変圧器の物理的な大きさを効果的に低減する。零電流
スイッチング（ＺＣＳ：zero current switching）及び
零電圧スイッチング（ＺＶＳ：zero voltage switchin
g）の組合わせはこの動作において効果的に使用され
る。
【００１５】図１からわかるように、高電圧ＤＣ／ＤＣ
コンバータ１０は、それぞれが直列共振ＤＣ／ＤＣコン
バータとして形成されそして動作する、ｎ個のコンバー
タモジュールにより構成される。このようなコンバータ
モジュールは一般的に、一次側コンバータブリッジ１
４．ｎ、一次側キャパシタ１５．ｎ、一次側直列共振キ
ャパシタ１７．ｎ、変圧器１８．ｎ、二次側コンバータ
ブリッジ２０．ｎ、二次側キャパシタ２１．ｎ、そして
二次側直列共振キャパシタ１９．ｎ、から構成される。
コンバータブリッジに使用される半導体スイッチに従っ
て、コンバータモジュールはそれに適用される特定の最
大電圧（モジュール電圧）−例えば２．５ｋＶ−を有す
るように特定化される。
コンバータ１０は、それぞれが直列共振ＤＣ／ＤＣコン
バータとして形成されそして動作する、ｎ個のコンバー
タモジュールにより構成される。このようなコンバータ
モジュールは一般的に、一次側コンバータブリッジ１
４．ｎ、一次側キャパシタ１５．ｎ、一次側直列共振キ
ャパシタ１７．ｎ、変圧器１８．ｎ、二次側コンバータ
ブリッジ２０．ｎ、二次側キャパシタ２１．ｎ、そして
二次側直列共振キャパシタ１９．ｎ、から構成される。
コンバータブリッジに使用される半導体スイッチに従っ
て、コンバータモジュールはそれに適用される特定の最
大電圧（モジュール電圧）−例えば２．５ｋＶ−を有す
るように特定化される。
【００１６】一つの効果的な特徴は、変圧器はモジュー
ル電圧に対してのみ、即ち例えば２．５ｋＶに対しての
み、絶縁することが可能なことである。一次及び二次巻
線間の変換比は望ましくは概略１：１である。変圧器は
漏洩フラックス（stray flux）がほとんど無く非常に小
型化することができ、このことは共振ＤＣ／ＤＣコンバ
ータに関する一般的に大きな利点である。
ル電圧に対してのみ、即ち例えば２．５ｋＶに対しての
み、絶縁することが可能なことである。一次及び二次巻
線間の変換比は望ましくは概略１：１である。変圧器は
漏洩フラックス（stray flux）がほとんど無く非常に小
型化することができ、このことは共振ＤＣ／ＤＣコンバ
ータに関する一般的に大きな利点である。
【００１７】これらｎ個のコンバータモジュールは、一
次側において高電圧ＤＣ配電ネットワークの接続部１
２、１３間において一般的に直列に接続され、そして二
次側においてさらなるＤＣネットワーク（further DC n
etwork）の接続部１１間において一般的に並列に接続さ
れる。しかし、このさらなるＤＣネットワークの電圧は
単一のコンバータモジュール内の半導体スイッチに対し
て高すぎるので、図1に示すように、二次側において２
つのコンバータモジュールがそれぞれの場合においてま
ず第1に直列に接続されている。
次側において高電圧ＤＣ配電ネットワークの接続部１
２、１３間において一般的に直列に接続され、そして二
次側においてさらなるＤＣネットワーク（further DC n
etwork）の接続部１１間において一般的に並列に接続さ
れる。しかし、このさらなるＤＣネットワークの電圧は
単一のコンバータモジュール内の半導体スイッチに対し
て高すぎるので、図1に示すように、二次側において２
つのコンバータモジュールがそれぞれの場合においてま
ず第1に直列に接続されている。
【００１８】容易にわかるように、提案するモジュール
の概念は、極めて簡単にそして通常の方法により高電圧
ＤＣ配電ネットワーク１の特定の電圧に適合する高電圧
ＤＣコンバータ１０を可能にするものである。即ち、直
列に接続する必要のある多数のコンバータモジュール
が、高電圧ＤＣ配電ネットワーク１の電圧により調整さ
れるものである。例えば、高電圧ＤＣ配電ネットワーク
１の電圧が７０ｋＶの場合、半導体スイッチが２．５ｋ
Ｖの耐電圧として設計されていると仮定すると、２８個
の一次側コンバータモジュールが直列に配置されるべき
である。
の概念は、極めて簡単にそして通常の方法により高電圧
ＤＣ配電ネットワーク１の特定の電圧に適合する高電圧
ＤＣコンバータ１０を可能にするものである。即ち、直
列に接続する必要のある多数のコンバータモジュール
が、高電圧ＤＣ配電ネットワーク１の電圧により調整さ
れるものである。例えば、高電圧ＤＣ配電ネットワーク
１の電圧が７０ｋＶの場合、半導体スイッチが２．５ｋ
Ｖの耐電圧として設計されていると仮定すると、２８個
の一次側コンバータモジュールが直列に配置されるべき
である。
【００１９】図２は高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の
簡単化した実施の形態を示し、エネルギ又は電流が高電
圧ＤＣ配電ネットワーク１から接続部１１にのみ（高電
圧側から中間電圧側に）流れるのを可能にする。中間電
圧ＤＣ配電ネットワークを給電するのに好適なこの簡単
化した形態において、コンバータブリッジ２０．１から
２０．ｎには４つのブリッジアームのそれぞれにダイオ
ードが取り付けられる。回路の残りの部分は図１の実施
の形態のものと同じである。
簡単化した実施の形態を示し、エネルギ又は電流が高電
圧ＤＣ配電ネットワーク１から接続部１１にのみ（高電
圧側から中間電圧側に）流れるのを可能にする。中間電
圧ＤＣ配電ネットワークを給電するのに好適なこの簡単
化した形態において、コンバータブリッジ２０．１から
２０．ｎには４つのブリッジアームのそれぞれにダイオ
ードが取り付けられる。回路の残りの部分は図１の実施
の形態のものと同じである。
【００２０】図３は高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の
簡単化した実施の形態を示し、エネルギ又は電流が、接
続部１１から高電圧ＤＣ配電ネットワーク１にのみ（中
間電圧側から高電圧側に）流れるのを可能にする。中間
電圧ＤＣ配電ネットワークから給電するために、又は中
間電圧電源から給電するために−例えば比較的大きな風
力駆動発電所又は太陽光発電所から−好適なこの簡単化
した形態において、コンバータブリッジ１４．１から１
４．ｎには４つのブリッジアームのそれぞれにダイオー
ドが取付けられている。回路の残りの部分は図１の実施
の形態のものと同じである。
簡単化した実施の形態を示し、エネルギ又は電流が、接
続部１１から高電圧ＤＣ配電ネットワーク１にのみ（中
間電圧側から高電圧側に）流れるのを可能にする。中間
電圧ＤＣ配電ネットワークから給電するために、又は中
間電圧電源から給電するために−例えば比較的大きな風
力駆動発電所又は太陽光発電所から−好適なこの簡単化
した形態において、コンバータブリッジ１４．１から１
４．ｎには４つのブリッジアームのそれぞれにダイオー
ドが取付けられている。回路の残りの部分は図１の実施
の形態のものと同じである。
【００２１】図４は高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の
簡単化した実施の形態を示し、比較的低い定格が要求さ
れる場合（rating requirement）において、エネルギ又
は電流が接続部１１から高電圧ＤＣ配電ネットワーク１
にのみ（中間電圧側から高電圧側に）流れるのを可能に
する。中間電圧ＤＣ配電ネットワークから給電するため
に、又は中間電圧電源から給電するために−例えば比較
的小さい風力駆動発電所又は太陽光発電所から−好適な
この簡単化した形態において、コンバータブリッジ１
４．１から１４．ｎには４つのブリッジアームのそれぞ
れにダイオードが取付けられている。変圧器１８．１か
ら１８．ｎの全ての二次側コイルは、単一のコンバータ
ブリッジ２０のＡＣ接続部に並列に接続されており、こ
の接続は共振キャパシタ１９．１から１９．ｎを介して
なされる。コンバータブリッジ２０のＤＣ接続部は接続
部１１を形成し、それらの間にキャパシタ２１が配置さ
れている。コンバータブリッジ２０には４つのブリッジ
アームにＩＧＢＴ、ＧＴＯ、ＭＯＳＦＥＴのような能動
的にオン及びオフに切換え可能な半導体スイッチが取り
付けられている。回路の残りの部分は図１の実施の形態
のものと同じである。
簡単化した実施の形態を示し、比較的低い定格が要求さ
れる場合（rating requirement）において、エネルギ又
は電流が接続部１１から高電圧ＤＣ配電ネットワーク１
にのみ（中間電圧側から高電圧側に）流れるのを可能に
する。中間電圧ＤＣ配電ネットワークから給電するため
に、又は中間電圧電源から給電するために−例えば比較
的小さい風力駆動発電所又は太陽光発電所から−好適な
この簡単化した形態において、コンバータブリッジ１
４．１から１４．ｎには４つのブリッジアームのそれぞ
れにダイオードが取付けられている。変圧器１８．１か
ら１８．ｎの全ての二次側コイルは、単一のコンバータ
ブリッジ２０のＡＣ接続部に並列に接続されており、こ
の接続は共振キャパシタ１９．１から１９．ｎを介して
なされる。コンバータブリッジ２０のＤＣ接続部は接続
部１１を形成し、それらの間にキャパシタ２１が配置さ
れている。コンバータブリッジ２０には４つのブリッジ
アームにＩＧＢＴ、ＧＴＯ、ＭＯＳＦＥＴのような能動
的にオン及びオフに切換え可能な半導体スイッチが取り
付けられている。回路の残りの部分は図１の実施の形態
のものと同じである。
【図１】高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの基本的形態を示
す。
す。
【図２】高電圧側から中間電圧側へのエネルギの流れを
有する高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの簡単化した形態を
示す。
有する高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの簡単化した形態を
示す。
【図３】中間電圧側から高電圧側へのエネルギの流れを
有する高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの簡単化した形態を
示す。
有する高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの簡単化した形態を
示す。
【図４】定格に対し比較的低い要求を有し、中間電圧側
から高電圧側へのエネルギの流れを有する高電圧ＤＣ／
ＤＣコンバータの簡単化した形態を示す。
から高電圧側へのエネルギの流れを有する高電圧ＤＣ／
ＤＣコンバータの簡単化した形態を示す。
【図５】１つの給電部または複数の給電部及び１つの出
力部または複数の出力部を有する高電圧ＤＣ配電ネット
ワークを示す。
力部または複数の出力部を有する高電圧ＤＣ配電ネット
ワークを示す。
１ … 高電圧ＤＣ配電ネットワーク ２ … コンバータ ３ … 接続部 ４ … キャパシタ ５ … コンバータ ６ … キャパシタ ７ … 接続部 ８ … コンバータ ９ … 接続部 １０ … 高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ １１ … 中間電圧側接続部 １２ … 接続部 １３ … 接続部 １４ … コンバータブリッジ １５ … キャパシタ １６ … アース接続部 １７ … キャパシタ １８ … 変圧器 １９ … キャパシタ ２０ … コンバータブリッジ ２１ … キャパシタ ２２ … 抵抗
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/25 Ｈ０２Ｍ 7/25 Ｆターム(参考） 5H006 CA01 CA07 CA12 CA13 CB01 CB07 CC02 CC03 CC04 CC08 5H730 AA16 AS04 BB27 BB57 BB61 BB82 BB85 DD02 EE04 EE13 EE18 EE75 EE76
Claims (4)
- 【請求項１】 複数（ｎ）の一次側コンバータモジュー
ルと、少なくとも１つの二次側コンバータモジュールと
を含む高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータであって、 前記一次側コンバータモジュールのＤＣ接続部は高電圧
ＤＣ配電ネットワーク（１）の接続部（１２、１３）間
において直列に接続され、 前記二次側コンバータモジュールのＤＣ接続部はさらな
るＤＣネットワークの接続部（１１）間において並列に
接続され、 前記一次側コンバータモジュールは一次側コンバータブ
リッジ（１４．ｎ）、一次側キャパシタ（１５．ｎ）、
一次側直列共振キャパシタ（１７．ｎ）、変圧器（１
８．ｎ）、及び二次側直列共振キャパシタ（１９．ｎ）
を含み、そして前記二次側コンバータモジュールは二次
側コンバータブリッジ（２０．ｎ）及び二次側キャパシ
タ（２１．ｎ）を含むことを特徴とする高電圧ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ。 - 【請求項２】 前記一次側コンバータブリッジ（１４．
ｎ）と少なくとも１つの前記二次側コンバータブリッジ
（２０．ｎ）の双方に、オン及びオフを能動的に切換え
ることが可能な半導体スイッチが取付けられていること
を特徴とする請求項１記載の高電圧ＤＣ／ＤＣコンバー
タ。 - 【請求項３】 前記一次側コンバータブリッジ（１４．
ｎ）にオン及びオフを能動的に切換えることが可能な半
導体スイッチが取付けられており、少なくとも１つの前
記二次側コンバータブリッジ（２０．ｎ）にダイオード
が取付けられていることを特徴とする請求項１記載の高
電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ。 - 【請求項４】 前記一次側コンバータブリッジ（１４．
ｎ）にダイオードが取付けられており、少なくとも１つ
の前記二次側コンバータブリッジ（２０．ｎ）にオン及
びオフを能動的に切換えることが可能な半導体スイッチ
が取付けられていることを特徴とする請求項１記載の高
電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10038814A DE10038814A1 (de) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | Hochspannungs-Gleichstromwandler |
| DE10038814.0 | 2000-08-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002125374A true JP2002125374A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=7651819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001240573A Pending JP2002125374A (ja) | 2000-08-09 | 2001-08-08 | 高電圧ｄｃ／ｄｃコンバータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6411527B1 (ja) |
| EP (1) | EP1184963B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002125374A (ja) |
| DE (2) | DE10038814A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141353A1 (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 株式会社 日立製作所 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| CN113014086A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-22 | 东南大学 | 一种高电压传输比的直流变压器拓扑结构及其控制方法 |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20115474U1 (de) | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Gleichspannungs-Wandlervorrichtung |
| DE20115473U1 (de) * | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Universelles Energieversorgungssystem |
| DE20018560U1 (de) * | 2000-10-30 | 2002-03-21 | Cameron Gmbh | Steuer- und Versorgungssystem |
| DE20115471U1 (de) | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Universelles Energieversorgungssystem |
| US7615893B2 (en) | 2000-05-11 | 2009-11-10 | Cameron International Corporation | Electric control and supply system |
| DE60237325D1 (de) * | 2001-02-05 | 2010-09-30 | Faiveley Transport | Energiewandler |
| DE20115475U1 (de) * | 2001-09-19 | 2003-02-20 | Biester Klaus | Gleichspannungs-Wandlervorrichtung |
| US7020271B2 (en) * | 2003-06-12 | 2006-03-28 | Barbara Isabel Hummel | Ring control device |
| FR2847740B1 (fr) * | 2002-11-25 | 2006-12-15 | Alstom | Procede et systeme de commande d'un ensemble de transformateurs independants magnetiquement les uns des autres, et support d'enregistrement d'informations comportant des instructions pour l'execution du procede |
| US20040125618A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-01 | Michael De Rooij | Multiple energy-source power converter system |
| FR2850806B1 (fr) * | 2003-02-04 | 2005-05-06 | Faiveley Transport | Perfectionnements aux convertisseurs de puissance |
| JP5148873B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2013-02-20 | エチコン、インコーポレイテッド | 臍帯組織由来の分娩後細胞、及びその作成及び使用方法 |
| JP2005073362A (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Rikogaku Shinkokai | 電力変換装置、モータドライブ装置、ｂｔｂシステムおよび系統連系インバータシステム |
| US7558092B2 (en) * | 2006-02-28 | 2009-07-07 | Tdk Corporation | Switching power supply unit |
| CN101517876B (zh) * | 2006-09-15 | 2012-02-15 | 三菱电机株式会社 | Dc/dc电力转换装置 |
| WO2008032424A1 (fr) * | 2006-09-15 | 2008-03-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Convertisseur de puissance cc/cc |
| WO2008047374A2 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Itamar Levin | Switched resonant-tank, cell based power converter |
| CN101803169B (zh) * | 2007-09-05 | 2013-01-02 | Abb技术有限公司 | 用于高电压直流电力传输的电压源换流器 |
| ATE545194T1 (de) * | 2008-03-06 | 2012-02-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Steuereinheit für einen gleichstrom-wechselstrom- wandler einer resonanten stromwandlungsschaltung, insbesondere für einen gleichstrom-wechselstrom- wandler zur verwendung in einem hochspannungsgeneratorschaltkreis einer modernen computertomographievorrichtung oder eines röntgensystems |
| DE102009004679B3 (de) * | 2009-01-12 | 2010-06-17 | Schott Solar Ag | Stromversorgungssystem und Photovoltaik-Einrichtung dafür |
| US8446743B2 (en) * | 2009-07-10 | 2013-05-21 | Regents Of The University Of Minnesota | Soft switching power electronic transformer |
| US8411473B2 (en) * | 2010-12-20 | 2013-04-02 | Allis Electric Co., Ltd. | Three-phase power supply with three-phase three-level DC/DC converter |
| WO2013004282A1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Abb Technology Ag | High voltage dc/dc converter |
| US8824179B2 (en) * | 2012-08-14 | 2014-09-02 | Rudolf Limpaecher | Soft-switching high voltage power converter |
| CN104604111B (zh) | 2012-08-28 | 2016-08-17 | Abb技术有限公司 | 转换器设备以及相应的方法 |
| PL2898595T3 (pl) * | 2012-10-11 | 2020-06-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Modułowy wielopoziomowy przetwornik DC/DC do zastosowań HVDC |
| US9853550B2 (en) | 2012-10-31 | 2017-12-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for a variable frequency multiplier power converter |
| US20160072395A1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-03-10 | Infineon Technologies Austria Ag | Multi-cell power conversion method and multi-cell power converter |
| US9837921B2 (en) | 2014-09-08 | 2017-12-05 | Infineon Technologies Austria Ag | Multi-cell power conversion method and multi-cell power converter |
| US9929662B2 (en) | 2014-09-08 | 2018-03-27 | Infineon Technologies Austria Ag | Alternating average power in a multi-cell power converter |
| US9762134B2 (en) | 2014-09-08 | 2017-09-12 | Infineon Technologies Austria Ag | Multi-cell power conversion method and multi-cell power converter |
| CN106559003A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-04-05 | 昆明理工大学 | 一种新的基于模块化多电平变换器的单相变流器拓扑 |
| CA3067365A1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | Dynapower Company Llc | Dc/dc converter and control thereof |
| CN218449870U (zh) * | 2022-10-12 | 2023-02-03 | 阳光电源股份有限公司 | 一种多路独立输入的微型逆变器及光伏系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3986097A (en) * | 1975-06-30 | 1976-10-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Bilateral direct current converters |
| US4679129A (en) * | 1985-05-10 | 1987-07-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Series resonant converter |
| US5576940A (en) * | 1995-01-09 | 1996-11-19 | General Electric Company | Front-end power converter for distributed power systems |
| US5771163A (en) * | 1996-11-19 | 1998-06-23 | Sansha Electric Manufacturing Company, Limited | AC-DC converter apparatus |
| DE19750041C1 (de) * | 1997-11-12 | 1999-01-21 | Sma Regelsysteme Gmbh | Halbleitersteller zur Erzeugung einer konstanten Ausgleichspannung U¶a¶ ohne Eingangsstromverzerrung bei variabler oder gleichgerichteter Eingangsgleichspannung U¶e¶ |
| JP3361047B2 (ja) * | 1998-01-30 | 2003-01-07 | 株式会社東芝 | 車両用電源装置 |
-
2000
- 2000-08-09 DE DE10038814A patent/DE10038814A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-07-12 EP EP01116964A patent/EP1184963B1/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-07-12 DE DE50104527T patent/DE50104527D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-08 JP JP2001240573A patent/JP2002125374A/ja active Pending
- 2001-08-09 US US09/927,553 patent/US6411527B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141353A1 (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 株式会社 日立製作所 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| JP5899374B2 (ja) * | 2013-03-11 | 2016-04-06 | 株式会社日立製作所 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| JPWO2014141353A1 (ja) * | 2013-03-11 | 2017-02-16 | 株式会社日立製作所 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |
| CN113014086A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-22 | 东南大学 | 一种高电压传输比的直流变压器拓扑结构及其控制方法 |
| CN113014086B (zh) * | 2021-03-08 | 2022-02-01 | 东南大学 | 一种高电压传输比的直流变压器拓扑结构及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE50104527D1 (de) | 2004-12-23 |
| EP1184963A2 (de) | 2002-03-06 |
| EP1184963B1 (de) | 2004-11-17 |
| DE10038814A1 (de) | 2002-02-21 |
| US20020024824A1 (en) | 2002-02-28 |
| US6411527B1 (en) | 2002-06-25 |
| EP1184963A3 (de) | 2003-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002125374A (ja) | 高電圧ｄｃ／ｄｃコンバータ | |
| US8917156B2 (en) | Transformer construction | |
| EP3257146B1 (en) | Dc-dc converter | |
| Steigerwald et al. | A comparison of high-power DC-DC soft-switched converter topologies | |
| US8743575B2 (en) | Switch mode pulse width modulated DC-DC converter with multiple power transformers | |
| US5796598A (en) | Voltage-converting circuit for the power supply of an electrical consumer of high output, particularly a bobbin winding machine | |
| EP1870994B1 (en) | Power supply for electrostatic precipitator | |
| US11088625B1 (en) | Three-phase CLLC bidirectional DC-DC converter and a method for controlling the same | |
| US20130336013A1 (en) | DC-to-DC Converter and Method for Operating a DC-to-DC Converter | |
| JPH0591740A (ja) | 電源回路 | |
| US10873254B2 (en) | Electrical circuit for zero-voltage soft-switching in DC-DC converter under all load conditions | |
| EP3700074B1 (en) | Dc-dc converter | |
| Steigerwald | Power electronic converter technology | |
| EP3678278B1 (en) | Charging station with high frequency distribution network | |
| US20220345045A1 (en) | Current balancing in power semiconductors of a dc/dc converter | |
| US7656683B2 (en) | Electrical conversion device, converter and uninterruptible electric power supply comprising one such device | |
| KR100828179B1 (ko) | 다상 플라이백 및 포워드 동기 정류회로 | |
| KR102128327B1 (ko) | Llc 공진컨버터 및 그 동작 방법 | |
| EP3610567A1 (en) | Efficient electric power conversion | |
| US11764692B2 (en) | DC to DC boost converter | |
| US20240022174A1 (en) | Zeta-Based AC Link Universal Power Converter | |
| JP3555320B2 (ja) | コンバータ | |
| JP2500553B2 (ja) | 電源システム | |
| JPH05176531A (ja) | 電源回路 | |
| WO2003065559A1 (en) | An apparatus for voltage conversion and a method for control thereof |